Plástico

PAN Termoplástica – Poliacrilonitrila – Um novo material de grande potencial tecnológico obtido com glicerina de biodiesel

Plastico Moderno
22 de fevereiro de 2009
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    Poliacrilonitrila termoplástica – Em virtude da característica de apresentar ciclização do nitrogênio nitrílico com o aquecimento, e este ocorrer com grande exotermia, teoricamente abaixo de sua temperatura de fusão, podemos dizer que a PAN é infusível. Com a finalidade de descobrir métodos de fiação do polímero para produzir fibras de baixo custo sem a utilização de solventes tóxicos e caros, que necessitam ser recuperados, alguns pesquisadores vêm estudando processos novos. Essas alternativas se baseiam na utilização de substâncias que impedem ou retardam a ciclização do polímero e permitem a sua fiação e outras conformações.

    Opferkuch e Ross foram os primeiros a descobrir a fusibilidade da PAN quando misturada com água e submetida à alta pressão em reator fechado. Nestas condições, observou-se a fusão da PAN, uma vez que a alta polaridade da água impede a ciclização dos agrupamentos nitrílicos do polímero. Esta descoberta foi patenteada em 1968 (US 3,388,202), mas não resultou em nenhum produto comercial, em razão das dificuldades de se manter a água líquida na temperatura de fusão da PAN em um processo contínuo.

    A Basf desenvolveu um processo e equipamentos em 1989 patenteados sob o n° EP 0.355.762 A2. O processo se baseia na fiação da PAN fundida ou em forma de gel, empregando como meio de estabilização uma mistura de acetonitrila e água. Mas esse processo emprega alta pressão para a produção do gel. A fiação também é realizada em vaso de alta pressão, para não ferver a mistura no polímero, que provocaria bolhas. Por esses motivos, o método não logrou resultados comerciais.

    Algumas outras empresas buscaram a obtenção de copolímeros fusíveis de PAN, que poderiam ser processados em extrusoras disponíveis comercialmente. Podemos mencionar os polímeros comercializados com as marcas Barex (BP Chemicals) e Amlon (BP-Amoco), casos da PAN copolimerizada em emulsão com alta concentração de comonômeros (por exemplo, metacrilonitrila, metacrilato de metila, acrilato de metila, estireno etc.) em presença de emulsificantes, alquil-mercaptanas e persulfato de amônio como iniciador. Estes polímeros possuem elevado preço e não podem produzir fibras acrílicas competitivas com os tradicionais processos que empregam solventes.

    Em 2004, com o objetivo de produzir fibras acrílicas de baixo custo para uso têxtil e como reforço cimentício em substituição ao amianto, a Quimlab Química iniciou suas pesquisas buscando substâncias não-solventes, de alto ponto de ebulição, e aditivos, que permitissem a fusão da PAN e sua fiação em equipamentos convencionais, como extrusoras.

    A Thermpan – Essas pesquisas lograram resultados em 2006, quando a empresa produziu e patenteou um novo termoplástico obtido da PAN incorporada de plastificantes, semelhante ao que ocorre com o PVC. Entre os plastificantes descobertos que possuem alto potencial de estabilização durante a fusão da poliacrilonitrila, está o propanotriol, mais conhecido como glicerina. A glicerina possui alta miscibilidade com a PAN fundida, ponto de ebulição elevado e, sendo também uma substância muito polar, retarda a ciclização do agrupamento nitrílico do polímero. Esta PAN, registrada com a marca Thermpan, contém até 25% de glicerina e outros aditivos incorporados, o que permite a fiação termoplástica, além de qualquer tipo de conformação para a produção de filmes, tarugos, tubos, cabos, placas e peças injetadas. Por se tratar de um novo termoplástico, a Quimlab está realizando intensas pesquisas, com a finalidade de conhecer o material e desenvolver aplicações tecnológicas e comerciais para o polímero. A empresa conta com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp) para desenvolver estudos que permitam a obtenção de fibra de carbono e da fibra pré-oxidada (PANOX) de baixo custo, para uso automotivo e aeronáutico. Com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a Quimlab está desenvolvendo equipamentos adequados à conformação da Thermpan, como extrusoras, injetoras, moldes e matrizes, que oferecerão um novo mercado para a PAN e possibilitarão a concorrência com outros polímeros, como o PVC, que também necessita ser plastificado para se tornar fusível. A Quimlab ainda está realizando pesquisas com alunos do Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA), de São José dos Campos-SP, em cooperação com o programa de pós-graduação, com a finalidade de utilizar as fibras obtidas pela fiação da Thermpan na produção de fibra de carbono.

    Plástico Moderno, PAN Termoplástica - Poliacrilonitrila - Um novo material de grande potencial tecnológico obtido com glicerina de biodiesel

    Entre as principais características da Thermpan, podemos destacar a reciclabilidade, pois são possíveis diversas fusões sucessivas antes que as propriedades reológicas se alterem, em decorrência da ciclização da cadeia e o consequente impedimento da conformação. Outra característica importante é a hidrofilicidade. O polímero é altamente hidrofílico, por conter como plastificante a glicerina, e também pelo fato de a PAN ser muito polar. O caráter hidrofílico dos polímeros é avaliado pela medição do ângulo de contato da superfície de filmes com água. Para filmes de Thermpan, este ângulo ficou em 48º, com uma energia de superfície de 121 mJ/m2. Após o tratamento com plasma, esses filmes chegaram a 4º, mostrando o completo espalhamento da água em sua superfície.



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    Um Comentário


    1. Matheus koboldt

      Muito bom, obrigado.



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